第三节三四等水准测量
测绘 国 家 三 、四 等 水 准 测量
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3.仪器技术指标
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六、水准观测
1.观测方法 三等水准测量采用中丝读数法进行往返测。
当使用有光学测微器的水准仪和线条式因瓦水 准标尺观测时，也可进行单程双转点观测。
四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测。 支线必须往返测或单程双转点观测。
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2.设置测站的要求
a．易受水淹、潮湿或地下水位较高处； b．易发生土崩、滑坡、沉陷的地点； c．距铁路50m 、距公路30m 以内（特殊情况可
酌情处理）； d.短期内由于建设发展，可能毁坏标石或阻碍观
测的地点。
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2.标石类型
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五、仪器的技术要求
1.仪器的选用
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2.仪器检验
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国家三、四等水准测量规范 (GB1 2898-91) 要点说明
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一、布设原则
1.三、四等水准网是在一、二等水准网的基础上 布设符合路线、环线或结点网，直接提供地形 测图和各种工程建设所必需的高程控制点。
2. 三等水准附合路线，长度应不超过150 km； 环线周长应不超过200 km；同级网中结点间距
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3.间歇与检测
工作间歇时，最好能在水准点上结束观测。否 则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置 标尺的固定点，作为间歇点。间歇后，应进行检 测，检测结果符合限差要求即可起测。如无固定 点可选择，则间歇前最后两测站的转点处打入带 有帽钉的木桩作间歇点。间歇后进行检测，比较 任意两转点间歇前后所测高差，若符合限差要求， 即可由此起测。否则，须从前一水准点起测。
《三四等水准测量》课件
水准测量的分类
总结词
水准测量根据精度要求和测量范围可分为一、二、三、四等水准测量。
详细描述
水准测量根据精度要求和测量范围的不同，可以分为一、二、三、四等。各等级的主要区别在于使用的仪器精度 、视线长度、读数精度和限差等。其中，三四等水准测量是工程测量中常用的方法之一，广泛应用于地形测绘、 施工放样等领域。
02
三四等水准测量的技术要求
三四等水准测量的等级划分
等级划分
三四等水准测量分为一、二、三、四等，其中三四等是最常用的等级，用于基 础地理信息数据的采集和更新。
适用范围
三四等水准测量适用于地形起伏较小、精度要求较高的地区，如城市规划、土 地利用、资源调查等领域。
三四等水准测量的主要技术指标
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02
温度变化影响
注意控制测量时的温度变化，避 免其对仪器和测量结果的影响。
地球曲率影响
在测量时考虑地球曲率的影响， 采用适当的方法进行修正。
05
三四等水准测量的应用与案例分析
三四等水准测量的应用领域
建筑工程
在建筑工程中，三四等水准测量常用于确定建筑物的相对高程，确保 施工过程中的安全和稳定。
水利工程
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测量仪器
三四等水准测量应使用高 精度水准仪，如电子水准 仪或自动安平水准仪，以 满足测量精度要求。
观测方法
采用往返观测法，即从两 个已知高程点出发，沿同 一线路进行观测，以减小 误差影响。
测量精度
三四等水准测量的精度要 求较高，如读数误差应小 于0.5mm，距离误差应小 于0.1mm/km等。
三四等水准测量的精度要求
《三四等水准测量》PPT课件
目录 CONTENTS
• 水准测量的基本概念 • 三四等水准测量的技术要求 • 三四等水准测量的实施流程 • 三四等水准测量的误差来源及控制方法 • 三四等水准测量的应用与案例分析
三四等水准测量
经研究，因大气折光引起 的视线曲率半径约为地球 曲率半径的7倍，取k=1/7
f c r f1 f 2 0 . 43 D R
2
2R
上式中地球半径R=6371 km ，水平距离D以km为单位
三.三角高程测量的 其他特点
三、三角高程测量的其他特点
三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改正； 两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响； 三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精度； 三角高程测量通常用于代替等外水准测量，而不用 于代替等级水准测量； 据有关资料称，用电子全站仪进行三角高程测量，能 代替四等水准测量。
视距差检核：
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三等水准测量记录（双面尺法）
测 站 点号 编 号 后 下丝 前 下丝 尺 上丝 尺 上丝 方向 后视距
视距差d(m)
及尺 前视距 号
Σ d(m)
三等水准测量记录（双面尺法）
测 站 点号 编 号 后 下丝 前 下丝 尺 上丝 尺 上丝 方向 后视距
视距差d(m)
及尺 前视距 号
Σ d(m)
水准尺读数 （ m） 黑面 红面
平均 K+黑-红 高差 （m）
备 注
（1） （2） （9） （11）
后 （3） （8） （14） 前 （6） （7） （5） （13） （10） 后-前 （15） （16） （17）
二、三四等水准测量作业方法
1.采用双面尺法作测站检核 2.每站观测次序： 后视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数
三等、四等水准测量(教程)
三、四等水准测量三、四等水准测量所使用的水准仪，其精度应不低于DS 3型的精度指标。
水准仪望远镜放大倍率应大于30倍，符合水准器的水准管分划值为20’’/2mm 。
三、四等水准测量的技术指标及观测要求参见表1。
表1 三、四等水准测量的技术指标及观测要求注：表中L 、K 均表示路线长度，以Km 为单位。
一、 观测方法三、三、四等水准测量主要采用双面水准尺观测法，除各种限差有所区别外，观测方法大同小异。
在每一测站上，首先安置仪器，如超限，则需移动前视尺或水准仪，以满足要求。
然后按下列顺序进行观测，并计入三（四）等水准测量手簿中（表2）。
（1） 读取 视尺 面读数：下丝（1），上丝（2），中丝（3）。
（2） 读取 视尺 面读数：中丝（4），下丝（5），上丝（6）。
（3） 读取 视尺 面读数：中丝（7）。
（4） 读取 视尺 面读数：中丝（8）。
测得上述8个数据后，随即进行计算，如果符合规定要求，可以迁站继续施测；否则应重新观测，直至所测数据符合规定要求后，才能迁到下一站。
二、测站计算与校核测站上的计算有下面几项（表2）。
1.视距部分(9)= [(1)－(2)] × 100 （式中“100”为视距乘常数，下同）(10)= [(5)－(6)] × 100(11)= (9)－(10) （绝对值不应超过2m）(12)= 本站的(11)＋前站的(12)（绝对值不应超过5m）2.高差部分(13) = K1＋(3)-(8)（绝对值不应超过2mm）(14) = K2＋(4)-(7)（绝对值不应超过2mm）上两式中的K1和K2分别为两水准尺的黑、红面的起点读书差，亦称尺常数或起点差。
表2观测所用双面（黑、红面）水准尺的尺常数为：K1=4.787m、K2=4.687m。
尺常数的作用是检核黑、红面观测读数是否正确。
(16)= (3)－(4)(17)= (8)－(7)(15)=(16)-[(17)±0.100] = (13)－(14)（绝对值不应超过3mm）由于两水准尺的红面起始读数相差0.100m，即4.787m与4.687m之差，因此，红面测得的实际高差应为(17)±0.100。
三等、四等水准测量(教程)
三、四等水准测量三、四等水准测量所使用的水准仪，其精度应不低于DS 3型的精度指标。
水准仪望远镜放大倍率应大于30倍，符合水准器的水准管分划值为20’’/2mm 。
三、四等水准测量的技术指标及观测要求参见表1。
表1 三、四等水准测量的技术指标及观测要求注：表中L 、K 均表示路线长度，以Km 为单位。
一、 观测方法三、三、四等水准测量主要采用双面水准尺观测法，除各种限差有所区别外，观测方法大同小异。
在每一测站上，首先安置仪器，如超限，则需移动前视尺或水准仪，以满足要求。
然后按下列顺序进行观测，并计入三（四）等水准测量手簿中（表2）。
（1） 读取 视尺 面读数：下丝（1），上丝（2），中丝（3）。
（2） 读取 视尺 面读数：中丝（4），下丝（5），上丝（6）。
（3） 读取 视尺 面读数：中丝（7）。
（4） 读取 视尺 面读数：中丝（8）。
测得上述8个数据后，随即进行计算，如果符合规定要求，可以迁站继续施测；否则应重新观测，直至所测数据符合规定要求后，才能迁到下一站。
二、测站计算与校核测站上的计算有下面几项（表2）。
1.视距部分(9)= [(1)－(2)] × 100 （式中“100”为视距乘常数，下同）(10)= [(5)－(6)] × 100(11)= (9)－(10) （绝对值不应超过2m）(12)= 本站的(11)＋前站的(12)（绝对值不应超过5m）2.高差部分(13) = K1＋(3)-(8)（绝对值不应超过2mm）(14) = K2＋(4)-(7)（绝对值不应超过2mm）上两式中的K1和K2分别为两水准尺的黑、红面的起点读书差，亦称尺常数或起点差。
表2观测所用双面（黑、红面）水准尺的尺常数为：K1=4.787m、K2=4.687m。
尺常数的作用是检核黑、红面观测读数是否正确。
(16)= (3)－(4)(17)= (8)－(7)(15)=(16)-[(17)±0.100] = (13)－(14)（绝对值不应超过3mm）由于两水准尺的红面起始读数相差0.100m，即4.787m与4.687m之差，因此，红面测得的实际高差应为(17)±0.100。
三、四等水准测量步骤
三、四等水准测量控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。
小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。
一、三、四等水准测量(leveling)的技术要求1、高程系统：三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，若测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。
2、布设形式：如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进行加密，则多采用附合水准路线或支水准路线。
三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。
3、点位的埋设：其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为1—1．5km，山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。
4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。
二、三、四等水准测量的观测方法三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。
一般采用一对双面尺。
1、三等水准一个测站的观测步骤：（后-前-前-后；黑-黑-红-红）（1）照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（1）、（2）、（3）。
（2）照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（4）、（5）、（6）。
（3）照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（7）（4）照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（8）这四步观测，简称为“后一前一前一后(黑一黑一红一红)”，这样的观测步骤可消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。
对于四等水准测量，规范允许采用“后一后一前一前（黑一红一黑一红)”的观测步骤。
2、一个测站的计算与检核：观测记录参看书本表7-11。
①视距的计算与检核后视距(9)=[(1)—(2)]X100m前视距(10)=[(4)—(5)]Xl00m 三等≯75m，四等≯l00m前、后视距差(11)=(9)—(10) 三等≯3m，四等≯5m前、后视距差累积(12)=本站(11)+上站(12) 三等≯6m，四等≯l0rn②水准尺读数的检核同一根水准尺黑面与红面中丝读数之差：前尺黑面与红面中丝读数之差13)=(6)十K—(7)后尺黑面与红面中丝读数之差(14)=(3)十K—(8) 三等≯2mm，四等≯3mm(上式中的K为红面尺的起点数，为4．687m或4．787m)③高差的计算与检核黑面测得的高差(15)=(3)—(6)红面测得的高差（16)=(8)—(7)校核：黑、红面高差之差(17)=(15)—[(16)±0．100]或(17)=(14)—(13) 三等≯3mm，四等≯5mm高差的平均值（18)= [（15)+(16)±0．100]/2在测站上，当后尺红面起点为4．687m，前尺红面起点为4．787m时，取十0．100，反之，取—0．100。
实验4三、四等水准测量
南京工程技术学校理论课程教师教案本（20 —20 学年第学期）专业名称造价课程名称建筑工程测量授课教师学校南京工程高等职业学校授课主要内容或板书设计课间实验：四等水准路线测量一、目的和要求（1）熟练水准仪的操作，掌握四等闭合水准路线测量的观测、记录和计算方法。
（2）了解四等闭合水准测量的主要技术指标，掌握闭合差改正方法。
二、计划和设备（1）实验时数安排为4学时。
实验小组由4人组成，轮流分工为：1人操作仪器，1人记录，2人立水淮尺。
（2）实验设备为DS3水准仪，水准尺2支，尺垫2只，记录板一块。
三、方法和步骤1、了解四等水准测量方法四等水准测量是高程控制测量的常用方法，在每个测站上安置一次水准仪，采用视距测量方法保证仪器处于中间位置。
采用后后前前的观测顺序，进行测站检核。
除此以外，还有其他的一些检核。
2、闭合水准测量实习（1）从实习场地的已知水准点出发，选定一条闭合水准点路线；或从一个水准点出发至另一水准点，选定一条附合水准路线。
路线长度为200~400 m，设置8~12个测站，视线长度约为30 m左右。
立尺点可以选择有凸出点的固定地物或安放尺垫。
（2）安置水准仪时，可用步测使前、后视距相等。
在每一测站，按顺序进行观测：后视水准尺黑面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；前视水准尺黑面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺红面，精平，读中丝读数； 后视水准尺红面，精平，读中丝读数。
（3）记录者在记录表“四等水准测量记录”中每站读数结束，随即进行各项计算，并行各项检核，满足规定的限差要求后，才能搬站。
四等水准测量的技术要求规定如下表：（4）依次设站，用相同的方法进行观测，直至路线终点，计算路线高差闭合差。
按四等水准测量的规定，路线高差闭合差的容许值为,20mm L L 为路线总长（单位：km ）。
四、注意事项（1）四等水准测量比普通水淮测量有更严格的技术规定，要求达到较高的精度，其关键在于：前、后视距要相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反），望远镜不能重新调焦；水准尺应竖直，最好用附有圆水准器的水准尺。
三、四等水准测量的方法及注意事项
三、四等水准测量施测方法、有关规定及注意事项1、一个测站上的观测顺序（1）瞄准后视尺黑面，读取上丝（1）、下丝读数（2）读取中丝读数（3）；（2）瞄准后视尺红面，读取中丝读数（4）；（3）瞄准前视尺黑面，读取上丝（5）、下丝读数（6）；中丝读数（7）。
（4）瞄准前视尺红面，令气泡重新准确符合，读取中丝读数（8）。
以上四等水准每站观测顺序简称为后（黑）——后（红）——前（黑）——前（红）。
2、测站上的计算及校核（1）视距部分后距＝［（1）项—（2）项］×100，记入第（9）项；前距＝［（5）项—（6）项］×100，记入第（10）项；后、前距差d＝（9）项—（10）项，记人第（11）项；后、前距差累积值∑d＝本站（11）+前站（12），记入第（12）项。
四等水准测量记录（2）高差部分四等水准测量采用双面水准尺，因此应根据红、黑面读数进行下列校核计算：A、理论上讲，同一把水准尺的黑面读数十K值减去红面读数应为零。
即：后视尺（3）项+K—（4）项＝（13）项；前视尺（7）项+K—（8）项＝（14）项；其中K为水准尺红、黑面起始读数的差值，系一常数值。
在本例中47号尺的K＝4.787米；46号尺的K＝4.687米。
由于测量有误差，（13）项和（14）项往往不为零，但其不符值不得超过±3毫米（三等水准不得超过±2毫米）。
B、理论上讲，用黑面尺测得的高差与用红面尺测得的高差应相等。
（3）项—（7）项＝（15）项（黑面尺高差）；（4）项—（8）项＝（16）项（红面尺高差）。
因为两把尺的红面起始读数各为4.787米和4.687米，两者相差0.1米，所以理论上在（16）项上加或减去0.1米之后与（15）项之差应为零，但由于测量有误差，往往不为零，其不符值不得超过±5毫米（三等水准不得超过±3毫米），并记入第（17）项。
（17）项＝（15）项—［（16）项±0.1米］表中第（17）项除了检查用黑、红面测得的高差是否合乎要求外，同时也用作检查计算是否有误，这是因为：（17）项＝（15）项—［（16）项±0.1米］＝（13）项—（14）项当以上计算合格后，再按下式计算出高差中数：高差中数（18）项＝（（15）项+（16）项±0.1米）3、注意事项（1）四等水准测量比工程水准测量有更严格的技术规定，要求达到更高的精度，其关键在于：安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。
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第三节三四等水准测量
小地区控制测量一般采用三四等水准测量和三角高程测量。
一、三、四等水准测量用于国家高程控制网加密、建立小地区首级高程控制。
布设形式：
符合水准路线、结点网的形式；
闭合水准路线形式；水准支线。
三四等水准测量的观测和记录方法
1）双面尺法
①后视黑面，读取下、上、中丝读数，记入（1）（2）（3）中；
②前视黑面，读取下、上、中丝读数，记入（4）（5）（6）中；
③前视红面，读取中丝读数，记入（7）；
④后视红面，读取中丝读数，记入（8）。
2）单面尺法
按变动仪器高法进行检核。
观测顺序为“后—前—变动仪器高—前—后”，变高前按三丝读数，以后按中丝读数。
测站计算和检核
1）双面尺法计算和检核
①视距计算
前、后视距差：三等水准测量，不得超过3m，四等水准测量，不得超过5m。
前、后视距累积差：三等水准测量，不得超过6m，四等水准测量，不得超过10m。
②同一水准尺红、黑面中丝读数的检核
同一水准尺红、黑面中丝读数之差，应等于该尺红、黑面的常数差K(4.687或
4.787)，三等水准测量，不得超过2mm，四等水准测量，不得超过3mm。
③计算黑面、红面的高差
三等水准测量，不得超过3mm，四等水准测量，不得超过5mm。
式内0.100为单、双号两根水准尺红面零点注记之差，以米(m)为单位。
④计算平均高差
每页校核：
Σ[（15）+（16）]= +2.37
Σ（18）= +1.185
2Σ（18）= +2.37
总视距Σ（9）+ Σ （10）] =234.1m
2）单面尺法的计算校核
四等水准测量记录、计算表（变更仪器高法）。